一种平面巴伦及一种多层电路板制造技术

本发明专利技术提供了一种平面巴伦及一种多层电路板。形成在多层电路板上的平面巴伦包括：至少一个线匝的第一绕组，其形成在第一导电层中，并具有第一引线和第二引线，分别作为巴伦的第一平衡端和第二平衡端；至少一个线匝的第二绕组，其形成在由至少第一绝缘层与第一导电层分离的第二导电层中，并具有第三引线和第四引线，其中，第三引线接地电势，第四引线作为巴伦的非平衡端；以及第一平衡电容器，其连接在第一绕组的中心附近的选定部分与地电势之间体。

【技术实现步骤摘要】
一种平面巴伦及一种多层电路板
本专利技术涉及射频电路
，特别地涉及一种平面巴伦及形成有该平面巴伦的多层电路板。
技术介绍
在射频功放中，一般会使用到推挽式电路，诸如由两个晶体管以推挽方式工作的功放。在推挽式电路中，巴伦(平衡-不平衡变换器)是必须的组件，例如，其可在输入级将非平衡传输线上的信号转换成功率相等相位相反的两个平衡输入提供给功放晶体管，并在输出级以相反方式将功放的两个平衡输出转换为非平衡(单端)输出以提供给非平衡负载。图1是一个典型推挽电路的电路示意图。在该电路中，输入巴伦1将非平衡传输线上的信号转换成功放的平衡输入，输出巴伦2将功放的平衡输出转换到非平衡负载上。图1中的每个巴伦由两个电感器构成，其中，一个电感器的两端作为巴伦的平衡端并与匹配网络相连，另一个电感器一端接地、另一端作为巴伦的非平衡端。经由巴伦的两个电感器之间的耦合效应，可以使得平衡端输入的差分信号转换为非平衡端的单端信号，并且反之亦然。作为示例，图1中还示出了可选的、分别与每个巴伦的两个电感器并联的谐振电容器。通过适当地选择巴伦的电感器的电感值以及谐振电容器的电容值，可以调节巴伦的工作频率。注意，图1中的谐振电容器是可选元件，如果电感器的值够大，或者采用1/4波长传输线或磁芯类型的电感器来实现巴伦，则可省略谐振电容器。在图1的电路中，还示出了为功放的晶体管提供直流供电的相关电路。如图1所示，栅源电压Vgs1和Vgs2可以分别经由扼流电感器和去耦电容器施加到两个晶体管的栅极，漏极电压Vdd1和Vdd2可以分别经由扼流电感器和去耦电容器施加到两个晶体管的漏极。取决于工作频率的不同，诸如图1所示的巴伦可以采用不同的实现方式。在S波段以上，巴伦可以用1/4波长传输线来容易的实现。对于UHF(300MHz至3000MHz)、VHF(30MHz至300MHz)和更低的波段，受限于尺寸以及极高的功率，一般采用铁氧体材料来实现巴伦，其具有较高的磁通密度。在MR(磁共振)检测系统的推挽放大器中，由于较低的工作频率(几十至几百MHz)以及较高的功率，因此通常采用铁氧体材料制成的巴伦。然而，由于铁氧体材料会形成磁场饱和，导致这种结构无法在MR检测系统的检测室(scanroom)的强磁环境下使用，必须放置在检测室外并经由线缆与MR检测系统相连。这导致较高的传输损耗，也不利于系统的集成。为此，需要一种巴伦，其适合于在诸如MR检测系统的检测室的强磁场环境下使用。
技术实现思路
本专利技术的一个示例性实施例提供了一种形成在多层电路板上的平面巴伦，其包括：至少一个线匝的第一绕组，其形成在第一导电层中，并具有第一引线和第二引线，分别作为巴伦的第一平衡端和第二平衡端；至少一个线匝的第二绕组，其形成在由至少第一绝缘层与第一导电层分离的第二导电层中，并具有第三引线和第四引线，其中，第三引线接地电势，第四引线作为巴伦的非平衡端；以及第一平衡电容器，其连接在第一绕组的中心附近的选定部分与地电势之间体。本专利技术的另一个示例性实施例提供了一种多层电路板，其上形成有如上所述的平面巴伦。本专利技术实施例的平面巴伦及多层电路板适合于在诸如MR检测系统的检测室的强磁场环境下使用，并且可以具有改进的平衡度。通过下面的详细描述、附图以及权利要求，其他特征和方面会变得清楚。附图说明通过结合附图对于本专利技术的示例性实施例进行描述，可以更好地理解本专利技术。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件，其中：图1为典型推挽电路的电路原理的示意图；图2是本专利技术实施例的巴伦的第一绕组及相关部件的平面示意图；图3是本专利技术实施例的巴伦的第二绕组及相关部件的平面示意图；图4是本专利技术实施例的巴伦的等效电路图；图5是优选实施例的巴伦的第一绕组及相关部件的平面示意图；图6是优选实施例的巴伦的等效电路图；图7是具有外围接地焊垫的第一绕组及相关部件的平面示意图；图8是具有外围接地焊垫的第二绕组及相关部件的平面示意图；图9是第一绕组和第二绕组的整体布局的示意图；图10示意性地示出了具有金属地的巴伦的第一示例分层结构；图11示意性地示出了具有金属地的巴伦的第二示例分层结构；图12至图17示出了本专利技术的一个优选实施例的仿真结果。具体实施方式以下将描述本专利技术的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本专利技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的
技术实现思路
的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属
内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。根据本专利技术的一方面的实施例，提供了一种平面巴伦。本实施例的巴伦形成在多层电路板上，其包括：至少一个线匝的第一绕组，其形成在第一导电层中，并具有第一引线和第二引线，分别作为巴伦的第一平衡端和第二平衡端；至少一个线匝的第二绕组，其形成在由至少第一绝缘层与第一导电层分离的第二导电层中，并具有第三引线和第四引线，其中，第三引线接地电势，第四引线作为巴伦的非平衡端；以及第一平衡电容器，其连接在第一绕组的中心附近的选定部分与地电势之间。图2和图3示意性地示出了本实施例的巴伦的示例结构，其中，图2示出了第一绕组及相关部件的平面示意图，图3示出了第二绕组及相关部件的平面示意图。图2示出了形成在第一导电层中的第一绕组，其在本示例中为单匝绕组。该绕组具有第一引线和第二引线，分别作为巴伦的第一平衡端Tb1和第二平衡端Tb2。作为示例，在第一绕组布局中心的空白部分，形成有接地焊垫，以用于将第一导电层中的期望部件接地。如图2所示，在第一绕组的中心附近的选定部分与接地焊垫(即地电势)之间，连接有第一平衡电容器Cb1。利用该平衡电容器Cb1，可以在第一绕组L1的选定位置设置虚拟地，以设置将第一绕组L1划分为的两部分的比例，从而改善两个平衡端Tb1和Tb2之间的不平衡。优选地，在图2的示例中，第一平衡电容器Cb1连接在作为单匝绕组的第一绕组内侧中心附近的选定部分与地电势之间。此外，可选地，如图2所示，该单匝绕组的外侧中心具有中心抽头，该中心抽头经由第二平衡电容器Cb2连接至地电势。由于平面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成在多层电路板上的平面巴伦，包括：至少一个线匝的第一绕组，其形成在第一导电层中，并具有第一引线和第二引线，分别作为巴伦的第一平衡端和第二平衡端；至少一个线匝的第二绕组，其形成在由至少第一绝缘层与第一导电层分离的第二导电层中，并具有第三引线和第四引线，其中，第三引线接地电势，第四引线作为巴伦的非平衡端；以及第一平衡电容器，其连接在第一绕组的中心附近的选定部分与地电势之间。

【技术特征摘要】
1.一种形成在多层电路板上的平面巴伦，包括：至少一个线匝的第一绕组，其形成在第一导电层中，并具有第一引线和第二引线，分别作为巴伦的第一平衡端和第二平衡端；至少一个线匝的第二绕组，其形成在由至少第一绝缘层与第一导电层分离的第二导电层中，并具有第三引线和第四引线，其中，第三引线接地电势，第四引线作为巴伦的非平衡端；以及第一平衡电容器，其连接在第一绕组的中心附近的选定部分与地电势之间。2.如权利要求1所述的平面巴伦，其中，根据所述巴伦的工作频率，从第一绕组的中心附近的多个备选部分当中确定所述选定部分。3.如权利要求1所述的平面巴伦，还包括：第一调节电容器，其连接在第一绕组的第一引线附近的部分与地电势之间；以及第二调节电容器，其连接在第一绕组的第二引线附近的部分与地电势之间。4.如权利要求1所述的平面巴伦，还包括：第一调谐电容器，其连接在第一引线和第二引线之间。5.如权利要求1所述的平面巴伦，还包括：第二调谐电容器，其连接在第四引线和地电势之间。6.如权利要求1所述的平面巴伦，其中，第一绕组和第二绕组形成在第一导电层和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘渝，杨栋梁，谢欣，刑昊洋，王凯，肖春来，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US